国内城市洪涝灾害应急管理研究：进展、热点与趋势——基于CiteSpace的可视化分析

何 水，景俊杰

（郑州大学政治与公共管理学院，河南 郑州 450001）

进入新世纪以来，特别是近年来，全球气候异常、极端天气气候事件多发频发，城市防洪减灾形势严峻。国家应急管理部发布的信息显示，洪涝灾害造成的直接经济损失在各种自然灾害造成的直接经济损失中占50%以上［1］。为切实做好防灾减灾救灾工作，推进国家应急管理能力现代化，国家“十四五”规划和2035年远景目标纲要明确提出“构建统一指挥、专常兼备、反应灵敏、上下联动的应急管理体制，优化国家应急管理能力体系建设，提高防灾减灾抗灾救灾能力”［2］；随后国务院和国家减灾委先后出台《“十四五”国家应急体系规划》和《“十四五”国家综合防灾减灾规划》；党的二十大报告更是进一步从国家安全的高度对防灾减灾救灾和应急管理做出部署，强调“提高防灾减灾救灾和重大突发公共事件处置保障能力，加强国家区域应急力量建设”［3］。在这一过程中，我国学者围绕城市洪涝灾害应急管理问题展开了积极探索，产出了一批研究成果。本研究选取中国知网数据库收录、发表于2003—2022年的894篇中文期刊论文为研究样本，运用CiteSpace可视化分析软件，系统梳理和描述我国城市洪涝灾害应急管理研究的演进脉络、核心发文机构、研究前沿热点，力图展现国内城市洪涝灾害应急管理研究的最新进展和完整脉络。

一、数据来源与研究方法

（一） 数据来源

本研究以中国知网（以下简称“CNKI”）数据库为数据来源。2022年12月31日，笔者在CNKI中进行文献高级检索，设置主题词为“城市洪涝”或“城市内涝”+“灾害”或“应急管理”，文献来源类别为“期刊”，文献来源年限为“2003—2022年”，检索条件为“精确”，文献类别为“中文文献”。检索到相关研究文献946篇，剔除非学术文献后获得有效样本894篇。通过筛选，剩下的论文具有较高的学术价值，可以确保研究内容和结果的准确性。

（二） 研究方法

随着大数据涌入各个学科的研究领域，科学计量学和信息计量学技术发展迅速，为大数据可视化研究提供了可靠途径。CiteSpace软件是由陈超美教授团队研发的一款可视化分析软件，其着眼于科学引文分析方面，能够通过可视化手段（科学知识图谱）来探究某一研究领域的主要研究机构、作者、研究热点主题、研究前沿和关键文献等，并能预测未来研究方向，具有文献处理量大、直观可视化、分析角度多样、数据分析结果可靠性高、可操作性强等优点。

本研究对894篇文献进行数据格式转换，导入CiteSpace并建立新的项目，时间切片设置为2003年1月至2022年12月，每年一个切片，阈值默认为top10%，机构和关键词的裁剪路径均为Pruning sliced networks和Minimum Spanning Tree，在此基础上借助CiteSpace软件进行计量和可视化分析，绘制出发文机构、关键词聚类和研究前沿等知识图谱。

二、分析结果与讨论

（一）文献数量时区分布

2003年以来，我国城市洪涝灾害应急管理研究的发文量总体呈上升态势，至2022年达至顶峰（110篇）（见图1）。此期间，2006年到2009年、2010年到2013年、2014年到2017年，每隔四年到达一个发文量高峰，而2018年到2019年、2020年到2022年，频率增至每两年一个发文量高峰。初步分析发现，这些发文量高峰时间节点与该年城市洪涝灾害频发或相关政策发布有相关性。前者如2013年我国大部分地区降水偏多，31个省（自治区、直辖市）均遭受不同程度洪涝灾害，部分地区山洪灾害严重，洪涝灾害直接经济损失3146亿元［4］；2019年的北京市内涝和2021年的郑州“7·20”特大暴雨事件更是典型。后者如2016年国务院在《关于深入推进新型城镇化建设的若干意见》中提出“加快城市易涝点改造，推进雨污分流管网改造与排水和防洪排涝设施建设……在城市新区、各类园区、成片开发区全面推进海绵城市建设”［5］。

图1 2003—2022年我国城市洪涝灾害应急管理研究文献的年代分布

（二） 发文机构分析

在CiteSpace软件分析的节点类型中，选择发文机构合作网络分析，可得到相应的发文机构合作网络共现图谱，得到城市洪涝灾害应急管理领域主要研究机构的文献发布数量、各自在网络中的位置等参数，借此可分析它们之间的合作关系程度和重要性。CiteSpace对导入文献的发文机构进行可视化分析后，整理出448个节点，277条连线，网络密度为0.0028。对节点、标签和字体进行适当的调整后得到发文机构合作网络共现图谱（见图2）。

图2 城市洪涝灾害应急管理研究发文机构合作网络共现图谱

图2中机构节点的大小反映了该机构在2003—2022年发表的与我国城市洪涝灾害应急管理研究相关论文的数量多少，同时各机构节点之间的连线也反映各机构之间的合作关系，连线的粗细显示合作程度的深浅。结合图2和表1的数据，可以发现：（1）中国水利水电科学研究院（发文数量为29篇）的发文量最多，天津大学建筑学院（发文数量为14篇）、吉林师范大学旅游与地理科学学院（发文数量为14篇）的发文量次之；（2）在众多发文机构中形成了两个或三个子网络，即学校机构、科研机构或学校机构、科研机构和政府部门，这些机构相互合作密切，形成了以科研机构为主、高校院系和政府职能部门为辅的研究主体网络；（3）从这些网络和机构中，可以很明显地看出城市洪涝灾害应急管理研究的多学科交叉特点，其涵盖了水利、地理、建筑、管理等学科和方向。

表1 发文机构前10发文量

（三） 关键词聚类分析

聚类是把一个抽象的集合分成若干个类似的类的过程，通过关键词集群产生的聚类是一组数据对象。关键词聚类知识图谱可以更全面系统地揭示城市洪涝灾害应急管理研究的主题、方向、手段和方法等［6］。利用CiteSpace软件的聚类功能提取并同时显示聚类标签，经过对聚类标签进行微调后得到如图3所示的关键词聚类图谱。

图3 城市洪涝灾害应急管理研究关键词聚类图谱

由图3可知，CiteSpace关键词聚类分析中，关键词聚类的模块值Modularity（Q值）为0.5123>0.3，表示聚类结构显著；而关键词聚类的轮廓值Sihouette（S值）为0.86>0.7，结果是令人信服的。故通过CiteSpace得到的关键词聚类知识图谱是合理可靠的。图3中共有9个关键词聚类，通过对每个聚类的信息进一步统计分析，得出每个聚类的ID、聚类名称、聚类成员的数量、聚类的轮廓值、平均年份以及基于LLR算法提取的与该聚类高度相关的关键词（见表2）。

表2 关键词聚类信息统计表

关键词聚类是CiteSpace通过算法将关系紧密的关键词进行聚类，并基于LLR算法从聚类中提取出该类别的代表，即聚类标签。聚类中关键词所在文献皆与该聚类领域紧密相关，所以，结合表2对聚类中关键词所在文献的分析，能进一步得出城市洪涝灾害应急管理研究的热点主题，具体来说：

1.#0城市内涝、#2气候变化和#3洪涝灾害主要聚焦在城市洪涝灾害发生机理分析方面。#0城市内涝聚类关注极端天气—洪涝—城市洪涝—洪涝灾害—防洪排涝的一系列时序过程以及对城市洪涝灾害的致灾机理进行分析，并指出暴雨及其强度是产生城市洪涝灾害的直接原因。徐宗学等人从气候变化角度分析我国城市洪涝致灾机理，提出极端降水是引发城市洪涝事件最直接的驱动要素，而气候变化直接导致全球及区域降水的改变［7］。#2气候变化聚类主要从地理学角度指出气候变化的时空分布特征、城市化的不合理发展增加了出现城市洪涝的风险，指出这是导致城市洪涝灾害的重要原因之一。柳杨等人认为，我国城市的水灾呈现出南重北轻、中东部重、西部轻的空间分布特征，并指出了易发生洪水的城市正从北到南迁移［8］。#3洪涝灾害聚类则从预警、排水能力和应急响应等方面进行城市洪涝灾害防治措施研究。崔堃鹏、王建伟和林金良等人针对目前洪涝灾害的防灾减灾工程措施、非工程措施及应急救援技术，从水情预报预警、险情隐患侦测、水域生命救援、堤坝抢险等方面阐述了应急救援技术的当前进展［9］。陆海萍基于城市暴雨洪涝的致灾成因，认为城市河网排水控制、完善城市减灾项目、建立防洪抢险长效机制、加强雨水情监测和预警是城市洪涝灾害有效的防治措施［10］。

2.#1海绵城市和#4排水系统主要是针对市政基础设施的研究。其中#1海绵城市聚类主要是指应对城市洪涝灾害的具体举措，其涉及应急管理全过程中的准备阶段和恢复阶段。海绵城市建设是贯彻新发展理念、改善中心城区生态环境、建设生态文明城市的重要举措，具体作用表现在其能够对雨洪起到调节管理作用，改变城市内部下垫面构成部分、减少强降雨发生的频率、削弱地表径流，扫除城市内涝风险和灾害风险。谢映霞认为海绵城市建设在城市洪涝灾害的防治、洪涝初期的雨水污染控制、合流制溢流污染改造、黑臭河流整治、城市中的棚户区改造以及对提高城市基础设施建设水平等方面具有重要的作用［11］。#4排水系统聚类不仅涉及城市洪涝灾害的应急管理响应阶段，而且还是应急管理预防阶段和学习阶段的重要举措，其主要从排水系统角度指出市政排水系统、城市水系与城市水灾害密切相关，不达标、不完备的排水系统难以对暴雨起到雨洪调蓄作用是导致城市洪涝灾害的重要原因之一。张建云等阐述了全球气候变化及城镇化对城市降水和极端暴雨的影响机制，并从流域产汇流角度分析了城镇化对洪水过程的影响，系统剖析了中国城市洪涝频发的主要原因［12］。大家普遍认为良好的排水系统能使城市水系发挥其雨洪调蓄功能，改善甚至避免城市水灾害。

3.#5洪涝风险、#6情景模拟、#7防灾减灾和#8雨洪模型则主要聚焦在城市洪涝灾害风险防范与应急处置方面，这些聚类涉及应急管理全过程中的准备阶段、预防阶段、响应阶段、恢复阶段以及学习阶段［13］。#5洪涝风险聚类主要是指借助大数据建立风险感知预警系统，对城市洪涝灾害做出准备和预防，利用模拟模型对暴雨灾害进行风险区划，并适时发布相应的洪涝风险预警，以此来提升城市韧性和抗风险能力。王慧敏等人通过构建城市灾害风险感知与预警决策框架，为大数据驱动下城市洪涝灾害预警与风险决策提供系统支持［14］。#7防洪减洪聚类聚焦应急预案、科技支撑等方向，例如借助GIS、气象遥感卫星等工具和气象监测系统对可能出现的极端降雨进行监测预警。借助物联网和新型智能防洪减洪设施，对现有排水设施的标准进行风险评估和分析，在排水设施中安装洪涝灾害预警装置或者设计灾害预警值，当水流速和流量达到既定标准值的时候进行预警。根据出现的预警信息启动相应的应急预案，以此来达到防灾减灾目的。黄康和虞开森提出了防洪三维GIS平台的建设框架，利用GIS和遥感技术提取数据制作三维地形场景，把基础地理信息、水利专题空间数据和汛情信息服务发布集成到三维地形场景中，该平台在实践中为防汛防台指挥决策提供了快速直观准确的信息［15］。此外，我们还可以看到#8雨洪模型聚类的聚类轮廓值最高，#6情景模拟聚类的聚类轮廓值较高，说明它们的聚类结果更好。这些聚类更加关注城市洪涝灾害应急管理全过程的准备阶段和学习阶段，通过建立模型对极端降雨和城市洪涝进行情景模拟，研究极端降雨演变到城市洪涝灾害的全过程，预测城市洪涝的发展趋势和结果。利用相关雨洪模型和情景模拟结果，能够为城市防洪提供一定的决策方案，为城市防洪提供较大的准备空间。同时该聚类也反映了理论技术研究及应用在应急管理工作中的重要性。

（四）研究前沿趋势分析

“研究前沿”的概念是用来揭示研究领域的动态演化的，特定领域内一组突变的概念被定义为“研究前沿”。利用CiteSpace的Burst detection词频探测技术，通过对关键词的时间分布进行分析，筛选出频次变化率较高的关键词，即突变词，基于突变词的变化趋势，确定研究前沿和发展方向。突变词，是一种在特定的时间里，使用频率极高，可以检测到一个特定的领域中出现的新的理论和问题的关键词，其适合于检验某个学术研究的新兴趋势和骤然变化。

根据CiteSpace的Burst detection词频探测技术，利用关键词共现图谱，对相关参数进行调整，得到城市洪涝灾害应急管理研究的突变词图谱（见图4）。

图4 城市洪涝灾害应急管理研究突变词图谱

图中左边第一列为关键词，第二列是节点出现时间，第三列为突现强度，第四列为突现开始时间，第五列为突现结束时间，右侧的粗深线条表示突现时间段，细浅线条表示无突现。突现强度高的关键词是该研究领域在一定阶段内的热点方向，突现强度最近的关键词则预示着该研究领域在现阶段及未来的新兴热点方向。从图4所列出突现强度最高的前15个突变词中，可以直观地看到，突现强度最高的词为“海绵城市”（“内涝灾害”为多个关键词合并，其突现强度不适用），突现强度为9.97，突现时间为2016—2020年，说明“海绵城市”是该阶段城市洪涝灾害应急管理的研究热点。同时，还能看到“韧性城市”“应急预案”“防灾减灾”和“极端天气”这些突变词是突现时间较近的词，突现时间在2021—2022年，说明它们不仅是现阶段研究的热点方向，也或将成为未来的研究热点。此外，通过对这些突变词的分析可知，2004—2016年研究热点聚焦在“洪涝灾害”“成因”“对策”“排水系统”等城市洪涝灾害原因分析和对策建议上面；2016—2022年研究热点为“海绵城市”“城市化”“韧性城市”“防灾减灾”“应急预案”等。这表明我国城市洪涝灾害应急管理研究从城市洪涝灾害发生机理的研究进一步发展到城市洪涝灾害应急管理的全过程研究。

三、结论与展望

2003年以来我国城市洪涝灾害应急管理研究的发文量总体呈上升态势；从相关发文机构来看，形成了以中国水利水电科学研究院等为代表的科研机构为主、高校院系和政府职能部门为辅的研究主体网络。在这些网络和机构中，可以很明显地看出城市洪涝灾害的研究是多学科交叉的研究，涵盖了水利、地理、建筑和经管等学科和方向，未来也可能会增加其他学科或科研机构。城市洪涝灾害应急管理研究的热点主题是城市洪涝灾害发生机理、市政基础设施、城市洪涝灾害风险防范与应急处置。通过对突变词的分析发现，生态韧性城市、极端天气监测预警、应急预案、城市防灾减灾能力提升等问题或将成为未来新兴的研究热点。

我国已进入风险社会，面对多发频发的各种自然灾害，进一步深化和拓展应急管理研究，提升应急管理能力，既必要又紧迫。就城市洪涝灾害应急管理研究而言，结合研究进展和研究热点，未来研究可从以下三个方面进行拓展和深化：一是研究视角多元化。研究视角的多元化能够使得到的研究结果更加科学严谨。城市洪涝灾害应急管理研究是一项综合性的多学科交叉的研究，需从各相关学科入手加强专业性研究和合作研究。二是从特殊性中发现普遍性经验。城市洪涝灾害应急管理研究要在个案研究的基础上进一步展开整体性、系统性研究，总结普遍性的经验进而揭示规律，从而使研究结果更全面、更具实用性。三是加强应急管理的全过程理论研究。系统完整的全过程研究是推动应急管理向应急治理转变的现实和理论需要，并且对本土应急管理理论的创新和应急管理理论范式的转变具有重要的促进作用。